• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권6호
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• pp.1479-1495
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• 2012

Spectrum scarcity seems to be the most challenging issue to be solved in new wireless telecommunication services. It is shown that spectrum unavailability is mainly due to spectrum inefficient utilization and inappropriate physical layer execution rather than spectrum shortage. Daily increasing demand for new wireless services with higher data rate and QoS level makes the upgrade of the physical layer modulation techniques inevitable. Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) which utilizes multicarrier modulation to provide higher data rates with the capability of flexible resource allocation, although has widely been used in current wireless systems and standards, seems not to be the best candidate for cognitive radio systems. Filter Bank based Multi-Carrier (FBMC) is an evolutionary scheme with some advantages over the widely-used OFDM multicarrier technique. In this paper, we focus on the total throughput improvement of a cognitive radio network using FBMC modulation. Along with this modulation scheme, we propose a novel uplink radio resource allocation algorithm in which fairness issue is also considered. Moreover, the average throughput of the proposed FBMC based cognitive radio is compared to a conventional OFDM system in order to illustrate the efficiency of using FBMC in future cognitive radio systems. Simulation results show that in comparison with the state of the art two algorithms (namely, Shaat and Wang) our proposed algorithm achieves higher throughputs and a better fairness for cognitive radio applications.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권4호
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• pp.1481-1500
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• 2016

Device-to-Device (D2D) communication underlaying macro-small cell networks, as one of the promising technologies in the era of 5G, is able to improve spectral efficiency and increase system capacity. In this paper, we model the cross- and co-tier D2D communications in two-tier macro-small cell networks. To avoid the complicated interference for cross-tier D2D, we propose a mode selection scheme with a dedicated resource sharing strategy. For co-tier D2D, we formulate a joint optimization problem of power control and resource reuse with the aim of maximizing the overall outage capacity. To solve this non-convex optimization problem, we devise a heuristic algorithm to obtain a suboptimal solution and reduce the computational complexity. System-level simulations demonstrate the effectiveness of the proposed method, which can provide enhanced system performance and guarantee the quality-of-service (QoS) of all devices in two-tier macro-small cell networks. In addition, our study reveals the high potential of introducing cross- and co-tier D2D in small cell networks: i) cross-tier D2D obtains better performance at low and medium small cell densities than co-tier D2D, and ii) co-tier D2D achieves a steady performance improvement with the increase of small cell density.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.75-83
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• 2011

무선 인지(CR : Cognitive Radio) 시스템은 우선 사용자에게 할당되어 있지만 실제로 사용되지 않는 주파수 대역을 감지하고 사용함으로써 스펙트럼 효율을 향상시킬 수 있는 기술이다. 우선 사용자가 채널을 점유하게 되면 무선 인지 시스템은 우선사용자 시스템에 대한 간섭을 피하기 위해 다른 채널로 이동해야 하며, 이 때 새로운 채널에서 무선 인지 시스템 송 수신기가 핸드셰이크를 하기 까지 통신 단절 시간이 생기게 된다. 따라서 무선 인지 시스템에 대한 서비스 품질의 보장을 위해서는 보다 빠른 핸드셰이크 기법이 요구된다. 본 논문에서는 Broadcasting 구간뿐만 아니라 데이터 전송 구간에서도 임베디드 제어 신호를 전송함으로써 무선 인지 시스템의 통신단절시간을 감소시키고, 데이터 전송률을 높일 수 있는 기법을 제안한다. 마지막으로 컴퓨터 모의실험 결과를 통해 제안하는 임베디드 제어 신호 전송 방식이 기존의 방식보다 우수한 성능을 보임을 확인하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.79-88
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• 2015

본 논문에서는 최근 자동차 산업의 뜨거운 이슈로 부각되고 있는 이더넷 기반 차량 네트워크 기술을 살펴본다. 현재 인포테인먼트에 널리 쓰이는 MOST(Media Oriented Systems Transport)를 차량용 이더넷이 조만간 대치할 것으로 보이고 있다. 하지만 이더넷의 여러 가지 장점에도 불구하고 차량네트워크의 통합 백본으로 쓰기 위해서는 기존 표준 리거시 이더넷으로는 적합치가 않다. 따라서 브로드밴드 멀티미디어 트래픽뿐만 아니라 운전자 지원 및 안전 서비스 영역에서 요구하는 실시간성 및 신뢰성 요구조건에 맞도록 표준 리거시 이더넷을 확장 수정할 필요가 있으며 이를 위한 다양한 시도로써 타임-트리거드 이더넷(Time-triggered Ethernet)으로 알려져 있는 AS6802를 살펴보고, 트래픽 모델 해석적 성능 분석과 최악의 경우 지연시간 분석을 통해 차량네트워크로써 적합한 운용조건과 환경을 고찰한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.259-274
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• 2005

본 논문은 전자상거래 시스템의 수용 가능한 사용자 수를 예측하는 방법론을 제안한다. 폐쇄된 LAN상의 시스템에서 수용 가능한 사용자 수에 대해서는 이전문헌에 다양한 연구가 있었으나 실제 인터넷 망을 대상으로 전자상거래 시스템의 사용자 수 예측에 관한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 종단간 초고속 인터넷 서비스 품질 측정 결과를 토대로 Hybrid Simulation에 적용하여 LAN과 WAN, 네트워크장비, 통신 대역폭 등에 대한 다양한 실험을 수행하였다. 구축한 전자상거래 시스템을 대상으로 한 실험결과, 초고속 인터넷 서비스 매체의 응답 시간은 연속적인 트랜잭션 깊이와 비 트랜잭션 대 트랜잭션 비율에 따라 달라진다는 사실을 관찰하였다. 즉, 망과 애플리케이션이 많은 일을 수행하고 있다면 수용 가능한 사용자 수는 감소되며, 반대의 경우는 수용 가능한 사용자 수가 증가하는 것을 실험을 통해 검증하였다. 또한 Cache Server, L4 Switch 등을 실험 모형에 추가한 실험을 통하여 수용 가능한 사용자 수 증가와 클라이언트 응답 시간의 감소 정도를 파악하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.9-16
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• 2011

본 논문에서는 이동망에서 통신노드가 다이나믹하게 이동하는 경우, VLC 음성품질을 위지하기 위한 상호연동 구조를 다룬다. 연동구조에서 체계적인 품질 분석은 OPENT 시뮬레이터를 사용하였으며, 패킷지연율과 성능분석으로 결과를 제시하였다. 실험결과에 따라 이동노드의 수가 작을 때, PDR은 상대적으로 데이터 프래픽이 증가함에 따라 안정을 유지하며, 성능은 이동노드의 수에 영향을 받는다. 특히 MANET 노드 밀도가 크게 증가하면, 성능은 높아지지만 이동속도에 영향을 받지 않았다. 또한 FTP 업다운 응답시간은 이동속도와 노드의 수에 크게 영향을 주지 않음을 확인하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제5권3호
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• pp.269-274
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• 2010

최근 네트워크의 광대역화에 따른 대표적인 새로운 서비스로 IPTV 서비스를 들 수 있다. 서비스 품질을 보장하지 못하는 인터넷을 통한 IPTV 서비스가 성공적으로 정착하여 활성화되기 위해서는 철저한 서비스 품질 관리가 필수적이다. 특히 향후에는 서비스 이용자 스스로 서비스 품질을 직접 측정할 수 있도록 하는 것이 바람직함에도 불구하고 아직까지 이를 위한 적절한 방안이 없는 상태이다. 따라서 본 논문에서는 서비스 이용자 측에 있는 셋톱박스에 설치하여 실시간으로 IPTV 서비스의 품질을 측정하기 위한 소프트웨어를 소개한다. 개발된 소프트웨어의 성능을 검증하기 위하여 기존의 대표적인 두 개의 상용 계측기와 측정 결과를 비교 분석하였고 그 결과 개발된 소프트웨어를 통한 측정 결과가 상당히 정확하고 신뢰할만하다는 것을 확인할 수 있다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권1호
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• pp.91-107
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• 2014

Device-to-device (D2D) communication is an excellent technology to improve the system capacity by sharing the spectrum resources of cellular networks. Multicast service is considered as an effective transmission mode for the future mobile social contact services. Therefore, multicast based on D2D technology can exactly improve the spectrum resource efficiency. How to apply D2D technology to support multicast service is a new issue. In this paper, a resource allocation scheme based on cognitive radio (CR) for D2D underlay multicast communication (CR-DUM) is proposed to improve system performance. In the cognitive cellular system, the D2D users as secondary users employing multicast service form a group and reuse the cellular resources to accomplish a multicast transmission. The proposed scheme includes two steps. First, a channel allocation rule aiming to reduce the interference from cellular networks to receivers in D2D multicast group is proposed. Next, to maximize the total system throughput under the condition of interference and noise impairment, we formulate an optimal transmission power allocation jointly for the cellular and D2D multicast communications. Based on the channel allocation, optimal power solution is in a closed form and achieved by searching from a finite set and the interference between cellular and D2D multicast communication is coordinated. The simulation results show that the proposed method can not only ensure the quality of services (QoS), but also improve the system throughput.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제5권9호
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• pp.1492-1512
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• 2011

Due to multiple hops, mobility and time-varying channel, supporting delay sensitive real-time traffic in wireless local area network-based (WLAN) mesh networks is a challenging task. In particular for real-time traffic subject to medium access control (MAC) layer control overhead, such as preamble, carrier sense waiting time and the random backoff period, the performance of real-time flows will be degraded greatly. In order to support real-time traffic, an efficient adaptive packet scheduling (APS) scheme is proposed, which aims to improve the system performance by guaranteeing inter-class, intra-class service differentiation and adaptively adjusting the packet length. APS classifies incoming packets by the IEEE 802.11e access class and then queued into a suitable buffer queue. APS employs strict priority service discipline for resource allocation among different service classes to achieve inter-class fairness. By estimating the received signal to interference plus noise ratio (SINR) per bit and current link condition, APS is able to calculate the optimized packet length with bi-dimensional markov MAC model to improve system performance. To achieve the fairness of intra-class, APS also takes maximum tolerable packet delay, transmission requests, and average allocation transmission into consideration to allocate transmission opportunity to the corresponding traffic. Detailed simulation results and comparison with IEEE 802.11e enhanced distributed channel access (EDCA) scheme show that the proposed APS scheme is able to effectively provide inter-class and intra-class differentiate services and improve QoS for real-time traffic in terms of throughput, end-to-end delay, packet loss rate and fairness.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권7호
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• pp.2496-2512
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• 2021

The requirements for powerful computing capability, high capacity, low latency and low energy consumption of emerging services, pose severe challenges to the fifth-generation (5G) network. As a promising paradigm, mobile edge networks can provide services in proximity to users by deploying computing components and cache at the edge, which can effectively decrease service delay. However, the coexistence of heterogeneous services and the sharing of limited resources lead to the competition between various services for multiple resources. This paper considers two typical heterogeneous services: computing services and content delivery services, in order to properly configure resources, it is crucial to develop an effective offloading and caching strategies. Considering the high energy consumption of 5G base stations, this paper considers the hybrid energy supply model of traditional power grid and green energy. Therefore, it is necessary to design a reasonable association mechanism which can allocate more service load to base stations rich in green energy to improve the utilization of green energy. This paper formed the joint optimization problem of computing offloading, caching and resource allocation for heterogeneous services with the objective of minimizing the on-grid power consumption under the constraints of limited resources and QoS guarantee. Since the joint optimization problem is a mixed integer nonlinear programming problem that is impossible to solve, this paper uses deep reinforcement learning method to learn the optimal strategy through a lot of training. Extensive simulation experiments show that compared with other schemes, the proposed scheme can allocate resources to heterogeneous service according to the green energy distribution which can effectively reduce the traditional energy consumption.